本文關(guān)鍵詞：基于PMU的相量測量算法及其管理監(jiān)測系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的加強(qiáng),電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境變得越來越復(fù)雜,其安全穩(wěn)定運(yùn)行成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。電力系統(tǒng)廣域測量系統(tǒng)(Wide Area Measurement System,WAMS)是以同步相量測量技術(shù)為基礎(chǔ)的,它的誕生以及迅速發(fā)展為人們有效的監(jiān)測、控制和分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)提供了新的途徑和方向。同步相量測量技術(shù)的核心是同步相量測量算法,算法的精度和實(shí)時(shí)性對WAMS的狀態(tài)估計(jì)、故障分析和自適應(yīng)失步保護(hù)等各種高級應(yīng)用的成功實(shí)施具有非常直接的影響。本文在第一章中簡要敘述了同步相量測量技術(shù)當(dāng)前在國內(nèi)外的研究狀況,對幾種應(yīng)用比較普遍的相量測量算法進(jìn)行了理論闡述和分析。在后續(xù)章節(jié)中針對電力系統(tǒng)不同的應(yīng)用提出了新的相量測量算法和功率算法,并基于客戶端/服務(wù)器(Client/Server,C/S)模式開發(fā)了相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)軟件,本文的主要研究內(nèi)容分為以下幾點(diǎn):(1)簡明扼要的闡述了同步相量測量技術(shù)的發(fā)展歷史,以及它在國內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀。在眾多的相量測量算法中,選取了目前比較常用的幾種相量測量算法進(jìn)行了介紹性的研究分析,并對其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析和總結(jié)。(2)由于易受噪聲和信號基波頻率偏移的影響,產(chǎn)生的非同步采樣嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)的離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transformation,DFT)頻率計(jì)算的性能;對此本文提出了對電壓原始采樣信號進(jìn)行帶通濾波,并對濾波后的信號進(jìn)行電壓過零檢測和最小二乘非線性曲線擬合,之后對擬合成的正弦曲線進(jìn)行重采樣的DFT頻率算法。文中進(jìn)行了算法理論和公式的詳細(xì)敘述和推導(dǎo)。(3)針對復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的性能在濾波迭代過程中易受到模型誤差協(xié)方差矩陣kQ和量測誤差協(xié)方差矩陣kR的影響,本文提出了改進(jìn)的量子粒子群優(yōu)化算法,并利用其在復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波計(jì)算信號幅值、頻率和相角中對kQ和kR進(jìn)行優(yōu)化。詳細(xì)的分析了離散傅里葉變換算法在信號基波頻率發(fā)生偏移時(shí)的誤差因素,搭建了幅值、相角與頻率偏移量之間的誤差數(shù)學(xué)模型;本文提出了改進(jìn)的擴(kuò)展卡爾曼濾波頻率算法,并在此基礎(chǔ)上提出對DFT得到的信號幅值、相角誤差進(jìn)行修正的相量和功率算法。通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。(4)開發(fā)了基于DotNET架構(gòu)和Visual Studio 2010運(yùn)行環(huán)境下以及C/S模式的相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件以SQL Server 2008為數(shù)據(jù)庫,采用C#Winform編寫系統(tǒng)程序,利用串口通信技術(shù)、Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、ADO技術(shù)和線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)庫的訪問操作。通過C#語言對相關(guān)算法進(jìn)行編程來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分析,并利用Zedgraph控件對相關(guān)數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行直觀的顯示。
【關(guān)鍵詞】：相量測量算法 復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波 量子粒子群優(yōu)化算法 相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng) C/S模式 Socket通信
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM933.31
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 同步相量測量技術(shù)國內(nèi)外研究概況12-13
• 1.3 相量測量的主要算法13-17
• 1.3.1 過零檢測法13-14
• 1.3.2 瞬時(shí)值計(jì)算法14-15
• 1.3.3 離散傅里葉算法15-17
• 1.4 同步相量測量技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景17-18
• 1.5 本文主要內(nèi)容18-21
• 第二章 基于過零檢測和曲線擬合的DFT電力系統(tǒng)頻率算法21-33
• 2.1 算法基本原理21-23
• 2.1.1 濾波器的設(shè)計(jì)21-22
• 2.1.2 電壓過零點(diǎn)檢測原理22-23
• 2.1.3 最小二乘非線性曲線擬合原理23
• 2.2 頻率計(jì)算原理23-26
• 2.2.1 基波分量頻率計(jì)算原理23-25
• 2.2.2 算法的實(shí)現(xiàn)過程25-26
• 2.3 算法仿真結(jié)果及分析26-32
• 2.3.1 靜態(tài)信號測量結(jié)果分析26-28
• 2.3.2 動態(tài)信號測量結(jié)果分析28-30
• 2.3.3 實(shí)際電壓信號測量結(jié)果分析30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 改進(jìn)量子粒子群優(yōu)化和擴(kuò)展卡爾曼濾波的相量測量算法33-49
• 3.1 算法簡介33-36
• 3.1.1 復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波相量測量原理33-35
• 3.1.2 量子粒子群優(yōu)化算法簡介35-36
• 3.2 改進(jìn)量子粒子群優(yōu)化算法原理36-38
• 3.2.1 粒子群平均最優(yōu)權(quán)重的改進(jìn)36
• 3.2.2 隨機(jī)因子、吸引子和壓縮擴(kuò)張因子的改進(jìn)36-38
• 3.2.3 改進(jìn)量子粒子群優(yōu)化算法步驟38
• 3.3 算法仿真結(jié)果及分析38-47
• 3.3.1 算例分析38-47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波測頻修正DFT的相量及功率算法49-65
• 4.1 算法基本原理49-53
• 4.1.1 改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波測頻原理49-51
• 4.1.2 非同步采樣下DFT誤差分析51-53
• 4.2 功率誤差分析53-55
• 4.2.1 有功功率測量誤差分析54
• 4.2.2 無功功率測量誤差分析54-55
• 4.3 算法仿真結(jié)果及分析55-63
• 4.3.1 算例 155-60
• 4.3.1.1 基波頻率計(jì)算結(jié)果分析55-57
• 4.3.1.2 修正非同步DFT相量測量算法57-60
• 4.3.2 算例 260-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第五章 相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)65-89
• 5.1 相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)原理65-69
• 5.1.1 系統(tǒng)的整體框架65-66
• 5.1.2 C/S模式簡介66-67
• 5.1.3 DotNET技術(shù)和Socket通信概述67-68
• 5.1.4 SQL數(shù)據(jù)庫簡介68-69
• 5.2 數(shù)據(jù)串口通信和存儲處理69-72
• 5.2.1 數(shù)據(jù)通信原理69-71
• 5.2.2 數(shù)據(jù)處理存儲71-72
• 5.3 相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)72-88
• 5.3.1 系統(tǒng)登錄界面74-75
• 5.3.2 歷史數(shù)據(jù)查詢75-77
• 5.3.3 數(shù)據(jù)采集存儲和實(shí)時(shí)顯示77-79
• 5.3.4 數(shù)據(jù)計(jì)算分析79-87
• 5.3.5 系統(tǒng)設(shè)置87
• 5.3.6 系統(tǒng)信息87-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 第六章 總結(jié)與展望89-91
• 6.1 本文主要成果89-90
• 6.2 展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 致謝97-99
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文99

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  本文關(guān)鍵詞：基于PMU的相量測量算法及其管理監(jiān)測系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：306423